隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，陀螺儀被應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域和行業(yè)，如紙飛機(jī)、賽車游戲等飛行游戲。以陀螺儀為核心的慣性制導(dǎo)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于航空空航天領(lǐng)域。今天的導(dǎo)彈還是有這一套東西，而且隨著需求的刺激，陀螺儀也在不斷進(jìn)化。從陀螺儀的簡單定義來看，陀螺儀是一種用來感知和保持方向的裝置，是基于永恒角動(dòng)量理論設(shè)計(jì)的，但陀螺儀中有很多部件，陀螺儀又分為三軸陀螺儀和六軸陀螺儀。兩者有什么區(qū)別？帶著這些問題，讓我們走進(jìn)今天的文章:

1.陀螺儀的基本組件:

1.陀螺轉(zhuǎn)子(常采用同步電機(jī)、磁滯電機(jī)、三相交流電機(jī)等拖動(dòng)方式，使陀螺轉(zhuǎn)子繞其轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，并看到其轉(zhuǎn)速近似恒定)。

2.內(nèi)外框架(或內(nèi)外環(huán)，是使陀螺儀旋轉(zhuǎn)軸獲得所需角度旋轉(zhuǎn)自由度的結(jié)構(gòu))。

3.附件(扭矩電機(jī)、信號傳感器等。).

陀螺儀有兩個(gè)非常重要的基本特性:一個(gè)是同軸度，一個(gè)是進(jìn)動(dòng)，兩者都是基于角動(dòng)量守恒原理。

2.三軸陀螺儀和六軸儀器的區(qū)別

三軸陀螺儀檢測滾動(dòng)(左右傾斜)、俯仰

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，陀螺儀已經(jīng)應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域和行業(yè)，如紙飛機(jī)等飛行游戲、賽車游戲等。其中以陀螺儀為核心的慣性制導(dǎo)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于航空空航天領(lǐng)域。從陀螺儀的定義來看，陀螺儀是一種用來感測和保持方向的裝置，是基于永遠(yuǎn)角動(dòng)量理論設(shè)計(jì)的，但陀螺儀包含很多部分。

圖為三軸陀螺儀

1.陀螺儀的基本組件:

1.陀螺轉(zhuǎn)子(常采用同步電機(jī)、磁滯電機(jī)、三相交流電機(jī)等拖動(dòng)方式，使陀螺轉(zhuǎn)子繞其轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，并看到其轉(zhuǎn)速近似恒定)。

2.內(nèi)外框架(或內(nèi)外環(huán)，是使陀螺儀旋轉(zhuǎn)軸獲得所需角度旋轉(zhuǎn)自由度的結(jié)構(gòu))。

3.附件(扭矩電機(jī)、信號傳感器等。).

陀螺儀有兩個(gè)非常重要的基本特性:一個(gè)是同軸度，一個(gè)是進(jìn)動(dòng)，兩者都是基于角動(dòng)量守恒原理。

圖為單軸陀螺儀

2.三軸陀螺儀和六軸儀器的區(qū)別

三軸陀螺儀感知Roll(左右傾斜)、Pitch(前后傾斜)、Yaw(左右搖擺)全方位動(dòng)態(tài)信息，六軸陀螺儀是指三軸加速器(三軸加速器感知XYZ(立體聲空、前后、左右上下三個(gè)方向)和三軸陀螺儀的組合。

簡單來說，6軸有3軸的功能，6軸相對更高級。3軸加速器檢測橫向加速度，3軸陀螺儀檢測角度旋轉(zhuǎn)和平衡，統(tǒng)稱為6軸傳感器。

3.六軸陀螺儀和九軸陀螺儀的區(qū)別

所謂的六軸陀螺儀稱為六軸運(yùn)動(dòng)傳感器，是三軸陀螺儀和加速度計(jì)的統(tǒng)稱。

圖為三軸陀螺儀

九軸傳感組件有:三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀、三軸磁力儀，然后歐拉角加四元數(shù)數(shù)據(jù)融合。陀螺儀的原理，陀螺儀，是一種用來感知和保持方向的裝置，是基于永恒角動(dòng)量理論設(shè)計(jì)的。一旦陀螺儀開始旋轉(zhuǎn)，它就傾向于抵抗由于輪子的角動(dòng)量而引起的方向變化。

陀螺儀有兩個(gè)非常重要的基本特性:一個(gè)是同軸度，一個(gè)是進(jìn)動(dòng)，兩者都是基于角動(dòng)量守恒原理。

可定向性:陀螺轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在沒有外部力矩作用于陀螺時(shí)，陀螺轉(zhuǎn)軸在慣性空中的定向保持穩(wěn)定，即指向固定方向；同時(shí)抵抗任何改變轉(zhuǎn)子軸向的力。這種物理現(xiàn)象被稱為陀螺儀的同軸度或穩(wěn)定性

進(jìn)動(dòng):當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果外力矩作用在外環(huán)軸上，陀螺儀會(huì)繞內(nèi)環(huán)軸旋轉(zhuǎn)；如果外部扭矩作用在內(nèi)環(huán)軸上，陀螺儀將圍繞外環(huán)軸旋轉(zhuǎn)。其旋轉(zhuǎn)角速度方向垂直于外力矩作用方向。這個(gè)特性就是我們所說的陀螺儀進(jìn)動(dòng)。

微機(jī)電陀螺儀(角速度傳感器)

傳統(tǒng)的慣性陀螺儀主要指機(jī)械陀螺儀，對工藝結(jié)構(gòu)要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度受到多方面的制約。我們智能手機(jī)用的陀螺儀是MEMS(微機(jī)電)陀螺儀，沒有前面提到的光纖和激光陀螺儀那么精確，需要參考其他傳感器的數(shù)據(jù)才能實(shí)現(xiàn)其功能。但它體積小，功耗低，易于數(shù)字化和智能化，特別是成本低，易于大規(guī)模生產(chǎn)，非常適合手機(jī)、汽車牽引力控制系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備等需要大規(guī)模生產(chǎn)的設(shè)備。

MEMS陀螺儀目前比較常見，也是我們所說的集機(jī)械元件、微傳感器、微執(zhí)行器、信號處理與控制電路、接口電路、通信、電源于一體的完整的微機(jī)電系統(tǒng)。它主要利用科里奧利定理將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)換成與角速度成正比的DC電壓信號，其核心部件是通過摻雜技術(shù)、光刻技術(shù)、腐蝕技術(shù)、LIGA技術(shù)和封裝技術(shù)批量生產(chǎn)的。

微機(jī)電陀螺儀的主要特點(diǎn):

1.體積小，重量輕，邊長小于1mm，器件核心重量只有1.2mg ^ 2。成本低。

3.可靠性好，工作壽命10萬小時(shí)以上，能承受1000g g. 4的沖擊。測量范圍大。